• 創(chuàng)造更好的 (更小、更輕、更強(qiáng)大) 電池

      從波浪發(fā)電到太陽能和風(fēng)能，綠色工程學(xué)和機(jī)器人學(xué)科將很快相互融合并相互提供可行的解決方案，包括小型移動(dòng)平臺(tái)上的極高效能源發(fā)生和收集。我們還致力于提供更高效的控制算法，如針對(duì)基于FPGA控制的面向現(xiàn)場(chǎng)控制(FOC) 算法。FOC也被稱為矢量控制，它能夠在更高速的電機(jī)環(huán)境下提高效率從而改善正弦控制。在所有控制技術(shù)中，它能在每瓦功率下提供最大扭矩。尖端技術(shù)的結(jié)合（如高級(jí)控制與綠色工程的結(jié)合）將實(shí)現(xiàn)多種關(guān)鍵應(yīng)用的開發(fā)，比如海洋中應(yīng)用的具有波浪收集能力的監(jiān)視系統(tǒng)，以及可以幫助農(nóng)民提高效率的太陽能農(nóng)機(jī)具。

      • 創(chuàng)造更好的 (更小、更輕、更強(qiáng)大) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)

      隨著移動(dòng)性需求從傳統(tǒng)的四輪系統(tǒng)向新型仿生機(jī)械的不斷演進(jìn)，對(duì)精密執(zhí)行機(jī)構(gòu)的需要隨之大幅提高。舉例來說，2009年7月在RoboTIcs Business Review中的一篇文章中描述了一項(xiàng)被稱為RoboSwift的項(xiàng)目，它模仿了雨燕或燕子的行為方式，降低了被探測(cè)到的可能性，并優(yōu)化了在城市區(qū)域中的機(jī)動(dòng)性。RoboSwift的翅膀甚至擁有可變后掠翼，使飛行機(jī)器人能夠改變翼的幾何形狀從而達(dá)到最佳的轉(zhuǎn)彎半徑。此類設(shè)計(jì)同樣需要執(zhí)行機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新。

      工業(yè)級(jí)的機(jī)器人軟件

      專家認(rèn)為的最大的挑戰(zhàn)也是令我最激動(dòng)的一項(xiàng)挑戰(zhàn)：機(jī)器人研發(fā)人員需要功能強(qiáng)大的軟件來設(shè)計(jì)他們的自主系統(tǒng)——不是專門針對(duì)特定機(jī)器人或任務(wù)的軟件，而是不但對(duì)現(xiàn)有算法開放且能夠解決當(dāng)前也許還不知道的問題。這將是我認(rèn)為最快獲得解決的挑戰(zhàn)。隨著你們及其他世界領(lǐng)先的軟件開發(fā)人員的努力，我們能夠讓設(shè)計(jì)人員在2010年獲得功能更強(qiáng)大的軟件包。目前最大的阻力是大家的慣性思維。許多公司正投資于錯(cuò)誤的方法。法國(guó)巴黎Aldebaran Robotics公司的 AnneMarie Bourcier的話最近被Slashdot.org引述，他說“任何事情立即從頭設(shè)計(jì)都是相對(duì)簡(jiǎn)單的?！?/p>

      • 解決對(duì)工業(yè)級(jí)、可靠的、兼容性良好的軟件開發(fā)系統(tǒng)的需要

      1. 該軟件必須是直觀式的

      許多機(jī)器人研發(fā)人員都擁有機(jī)械工程或電子工程學(xué)的背景，但沒有時(shí)間或資金去學(xué)習(xí)最有用的計(jì)算機(jī)技術(shù)中的重要細(xì)節(jié)，然而他們卻需要從這些技術(shù)中獲得幫助。編程能力，如面向?qū)ο缶幊毯瓦f歸在機(jī)器人自動(dòng)控制系統(tǒng)中是至關(guān)重要的，所以他們需要一款具有這些特性的編程語言。此外，用戶界面必須直觀靈活。通常自主系統(tǒng)的終端用戶是營(yíng)救人員（如消防員）、士兵或老年人，無論是誰都很難面對(duì)一個(gè)復(fù)雜、難以理解的用戶界面來完成他們的任務(wù)。

      2. 軟件必須具備與I/O的良好集成性

      每個(gè)自主系統(tǒng)都必須感知或察覺周圍世界的環(huán)境并做出反應(yīng)。傳感需要外部傳感器如激光測(cè)距儀及聲納傳感器，做出反應(yīng)則需要具有驅(qū)動(dòng)不同類型執(zhí)行機(jī)構(gòu)的能力。除了感知系統(tǒng)、決策規(guī)劃和執(zhí)行控制以外，軟件工具還必須在真實(shí)硬件上輕松實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，這意味著軟件必須具有與實(shí)時(shí)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)嵌入式硬件、甚至FPGA 的強(qiáng)大交互性。許多軟件包，包括市場(chǎng)上的Microsoft Robotics Studio缺乏這種功能，它們能夠仿真并在開發(fā)機(jī)器上運(yùn)行，但不具備實(shí)時(shí)硬件實(shí)現(xiàn)的能力。

      3. 軟件必須是開放的靈活的

      許多自主算法都已進(jìn)行過最優(yōu)化并可重用，但許多算法隨已完成但往往需要擴(kuò)展功能。舉例來說，許多系統(tǒng)初始采用基本的搜索算法，如A* 至D*。許多機(jī)器人研發(fā)人員希望從這些基本算法開始，并在此基礎(chǔ)上添加他們的創(chuàng)新或最新研究成果，從而創(chuàng)建新型的搜索算法，或?qū)⑺鼈兣c新的地圖技術(shù)集成從而用于機(jī)器人救援或醫(yī)療輔助應(yīng)用。當(dāng)前許多機(jī)器人軟件包的封閉特性讓設(shè)計(jì)工程師難以入手。像iRobot Aware等軟件包可用于他們的機(jī)器人，但不能用于自定義或獨(dú)特的機(jī)器人設(shè)計(jì)。

      4. 軟件必須具備良好的交互性

      創(chuàng)新機(jī)器人設(shè)計(jì)并不簡(jiǎn)單，它需要許多反復(fù)修改和原型設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)機(jī)器人所用的軟件應(yīng)能夠適應(yīng)這種情況。機(jī)器人研發(fā)人員需要一款可以輕松調(diào)試的軟件包，既可以進(jìn)行直觀的仿真又能在實(shí)時(shí)硬件系統(tǒng)上快速實(shí)現(xiàn)，從而測(cè)試算法和真實(shí)I/O。接下來有可能還要再回到開發(fā)環(huán)境，對(duì)同樣的代碼進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化或軟件調(diào)整。